塔机非常规附着形式优化设计

金久富，王开发，孙齐超

(中核华兴达丰机械工程有限公司，上海 200333)

近年来，高层建筑不断增加，塔机工作高度也随之提升。而塔机附着作为塔机附着顶升中的前提条件，对塔机的正常顶升与安全使用起着决定性的作用。本文结合工程项目中附着处的特殊建筑结构，对塔机附着型式进行合理的创新设计与优化，为复杂工况下预埋件的设计提供了理论和实践指导。

1 预埋位置建筑结构分析

考虑到塔机附着施工的问题，塔机附着位置一般为楼层中下部的建筑结构上。附着处的建筑结构一般有现浇剪力墙、连梁、混凝土柱、钢柱等，除此之外，随着装配式建筑的兴起，也存在附着处为PC 墙板或者PC 柱的情况。不同建筑结构对附着型式的要求不同，需根据建筑结构合理设计塔机附着型式。对于现浇剪力墙来说，一般采用预埋件预埋的型式。预埋件的预埋一般考虑剪力墙中横纵配筋即可，合理调整预埋件处的配筋即可完成对预埋件的预埋；对于连梁和混凝土柱来说，除考虑配筋外，还需考虑连梁或混凝土柱存在的劲性柱对预埋件的影响，需合理设计塔机预埋件；对于钢结构的附着，此时可以将附着耳板直接焊接至钢柱上，附着耳板的设计需根据钢柱的截面进行优化设计；至于PC 墙板或者PC 柱，则可以采用穿墙螺栓或者附着抱箍的型式进行塔机的附着。

2 附着预埋件优化设计

2.1 焊接埋件设计

以上海江宁路一在建工地为例，附着位置为外框混凝土柱，存在劲性柱，且外框进度与核心筒进度相差较大，附着处外框进度缓慢，如图1所示。针对此情况，采用焊接埋件进行附着。将埋件的锚筋改为钢板，与劲性柱焊接在一起。将两块钢板焊接在劲性柱上（竖直焊接，避开竖向主钢筋），随后将钢板的另一侧与埋件面板焊接。

图1 焊接埋件附着

焊接埋件需与劲性柱一起完成加工。耳板焊接前，需完成劲性柱与其他建筑结构相连，保证外框钢结构满足附着处受力需求。

根据现场实际情况，后续外框进度加快，可采用图1（b）型式，即采用锚板+挡板的型式进行预埋。将劲性柱干涉的部位将锚筋变短，同时在未干涉的部位，将锚筋加长，以此满足锚固长度的需求。现场施工照片如图2 所示。

图2 塔机埋件现场施工

2.2 焊接耳板优化设计

针对附着位置是钢柱的情况，可分为方形钢柱和圆形钢柱两种情况。方形钢柱情况比较简单，直接将耳板焊接在钢柱上即可，耳板无须重新优化设计。以圆形钢柱为例，对耳板的要求较高，且需要对每层钢柱直径进行复核。以东方体育中心某工地为例，塔机型号为永茂STL420A，附着型式为焊接耳板，对塔机附着进行优化设计，如图3 所示。

图3 不同楼层钢柱截面图

针对此种情况的塔机附着，需根据附着位置处的钢柱截面来合理设计弧形耳板，同时考虑到附着撑杆安装时的难易程度，附着标高需控制在楼板上方1 500mm 以内，以便快速安全的安装附着撑杆。本类附着型式，附着耳板可以跟外框钢柱一起加工，也可以塔机准备附着时，在现场将附着耳板焊接在钢柱上。

3 塔机附着位置加固

针对附着处为楼板顶梁的情况，附着型式一般采用预埋件预埋的型式进行附着。但若附着处梁厚度较小，且建筑已经施工，采用预埋的型式显然不合适。以上海某在建工地装配式建筑附着为例，塔机型号为永茂ST7030，由于吊装高度和塔机附着内衬安装需求，无法降低附着位置，附着高度超过女儿墙，结合本工程现场特殊情况，需对附着型式进行优化设计，如图4 所示。

图4 特殊型式附着设计

采用高强螺栓贯穿梁和女儿墙，附着耳板下方2 个高强螺栓布置在顶梁中，上方2 个高强螺栓布置在女儿墙中。同时靠近楼板一侧采用高强螺栓将后压板与楼板通过三角筋板进行连接，通过2 块三角筋板和后压板对附着位置处的女儿墙结构进行加固，确保附着处的结构强度。现场施工如图5 所示。

图5 特殊型式附着现场施工

此种型式附着有效解决了建筑顶层附着结构强度不足的问题，同时附着位置处为标准节中部向下750mm，可完成塔机附着内衬的安装，保证塔机安全使用。

4 附着抱箍设计

常规附着以预埋为主，高强穿孔螺栓为辅助。如果附着位置处无法预埋，且无法进行穿孔，则需考虑附着抱箍的型式。以上海武宁路项目为例，塔机型号为中联L400，附着处为PC 柱，截面为700mm×700mm，无法进行预埋与穿孔。针对此情况，用8 根高强螺栓将前后压板紧固在PC柱上，如图6 所示。

图6 塔机附着抱箍

前后压板厚度为30mm，为增加后压板的强度，在后压板外侧焊接3 块钢板条。同时在抱箍内侧焊接4 块定位钢板条，防止抱箍水平方向滑移。现场施工如图7 所示。

图7 塔机附着抱箍

5 结语

通过分析塔机附着位置处的建筑结构特点，结合现场复杂施工工况，对塔机特殊型式附着埋件以及附着型式进行了优化设计，有效地解决了塔机预埋件与建筑结构干涉、附着处建筑结构强度不足以及无法预埋等问题，为后续类似附着的设计与安装提供重要的施工实践依据。